Датчик утечки воды своими руками

Датчик протечки воды своими руками: необходимые компоненты и инструкция по изготовлению

В современном мире дорогих материалов и шикарных ремонтов протечка воды может стать настоящей проблемой.

Кроме необходимости замены испорченных напольных покрытий у себя дома, можно получить судебный иск от соседей.

Чтобы избежать множества неприятностей, иногда достаточно собрать датчик протечки своими руками.

Его устройство не отличается сложностью. Также, есть возможность купить готовые решения, которые предложат расширенный функционал.

Устройство и принцип работы

В связи с огромным разнообразием применяемых технологий и задач, которые могут решать датчики протечки воды существует немало видов данного оборудования. Каждый из которых будет отличаться устройством, принципом действия, способом монтажа и взаимодействия с системой управления или логическим блоком. В виду того, что наиболее актуальным для домашнего использования является электродный датчик, в качестве примера мы рассмотрим такой вариант.

Рис. 1. Устройство датчика протечки воды

Конструкция такого датчика протекания воды представлена следующими компонентами:

• Корпус – изготавливается из диэлектрического материала, как правило, разделяет измерительный орган, который будет контактировать с водой и плату с радиоэлементами для подачи питания на электроды.
• Электроды – в зависимости от конструкции могут иметь точечное, штекерное исполнение или выполняться в виде гребенки, дорожек на плате.
• Диэлектрический разделитель – применяется в качестве электрического отделения электродов друг от друга.
• Электронный блок – выполняется набором резисторов или полупроводниковых элементов для измерения проводимости контролируемого пространства.
• Соединительные провода – используются для подачи напряжения на датчик протечки и съема показаний, полученных в результате измерений. Посредством проводов или штекера измеритель подключается в контрольную или измерительную цепь.

Принцип действия основывается на проводящих свойствах воды. Так, в нормальных условиях между электродами датчика протечки находится воздушный промежуток и диэлектрический разделитель, являющиеся очень большим сопротивлением. Поэтому протекание тока в его цепи невозможно.

Рис. 2. Принцип действия датчика протечки воды

Но, как только на измерительные электроды попадет вода, цепь между ними замкнется. За счет того, что вода является отличным проводником электрического тока и обладает высокой проводимостью. Между электродами начнет протекать ток, что и зафиксирует блок контроллера. В зависимости от принципа работы и вида датчика информация о затоплении может подаваться в виде звуковых или электронных сигналов, а может переводиться в команду на закрытие крана.

Таким образом, при оснащении водопровода шаровым краном с электроприводом датчик протечки воды может подать команду на перекрытие системы. В этом случае контроль производится автономно без вашего вмешательства. В других вариантах сигнал может поступать на мобильное приложение или распространяться звуковыми и световыми сигналами.

Разделение датчиков протечки воды производится по ряду факторов, влияющих на особенности их эксплуатации. Так, все модели подразделяются на две большие группы: проводные и беспроводные.

Рис. 3. Проводной и беспроводной датчик протечки

Проводные датчики отличаются надежностью и более низкой себестоимостью. Но их существенным недостатком является система электропроводки, которую необходимо расположить в полу, стенах или других конструкциях. Что вызывает необходимость дополнительных затрат при монтаже, а в случае уже завершенного ремонта может существенно нарушить эстетику помещения.

Беспроводные датчики протечки куда проще в установке, передача данных от них осуществляется посредством радиоволн. Допустимый радиус удаления от приемника составляет порядка 200 м. Но, в то же время, беспроводные модели нуждаются в источнике питания, от исправности которого будет зависеть работоспособность всей системы.

По принципу действия все датчики протечки воды подразделяются на несколько видов:

• Поплавковые – функционируют за счет перемещения поплавка, реагирующего на наполнение пространства водой. Несмотря на свою дешевизну, мало применяются в домашних условиях, чаще всего устанавливаются на судах речного и морского флота.

Рис. 4. Поплавковые датчики протечки воды

• Ультразвуковые – работают за счет посылаемых ультразвуковых волн в объем комнаты или резервуара. В случае наполнения водой передает сигнал в систему.
• Электродный – осуществляет измерение омического сопротивления между двумя электродами. Как только расстояние между выводами заполнится водой, сопротивление резко уменьшиться, что и зафиксирует датчик протечки.
• Емкостной – использует аналогичный принцип, как и электродный, но в качестве выводов используются обкладки. Такие датчики применяются в тех сферах, где помимо протечки воды необходимо контролировать и другие параметры.
• Радарный – подает в контролируемое пространство радиоволны и анализирует их в отраженном виде. При наполнении водой фиксирует изменение параметров волны. Такие датчики протечки получили широкое применение в агрессивных средах или в помещениях, где напольное расположение недопустимо.
• Гидростатический – работа датчика основана на взаимодействии с чувствительным элементом, реагирующим на величину давления.

Помимо этого все датчики протечки воды разделяются по количеству кранов и способу информирования.

Рис. 5. Деление датчиков протечки воды по количеству кранов

Дополнительно, каждый вид может отличаться способом монтажа и установки, что будет отражаться на схеме подключения. В зависимости от места установки и способа взаимодействия с водой виды делятся по степени защиты от проникновения влаги и пыли в соответствии с гл.5 и 6 ГОСТ 14254-2015.

Работа датчика затопления

Всего известно два варианта измерителей уровня воды. Проводное оборудование, соединяется шнуром, а беспроводное, высылает сигнал. Любой вид прибора имеет два электрода. Когда прибор погружается в воду, его полюса замыкаются. Устройство отправляет сигнал на контроллер. Контроллер перенаправляет его на вентили запорной аппаратуры. Перекрывается подача воды.

Процесс длится пятнадцати секунд.

Вода отключена до устранения аварии. В устранении проблемы нет ничего сложного. Следует исполнить пару простых действий, и прибор будет работать. Правильно подсоединенная система обеспечивает надежную защиту от неожиданных протечек водопровода.

Датчик протечки воды на микросхеме К561ЛА7

Он работает по более сложной, но вполне доступной схеме, обладающей более высокой надежностью и чувствительностью.

Состав деталей

Кроме датчика влажности и микросхемы К561ЛА7 для сборки потребуется:

• биполярный транзистор VT1 серии КТ315Г;
• резисторы на 1 Мом,100 Ом и килооомные: 1,5 К, 10 К, 300 К;
• два полярных конденсатора на 2,2 и 47 микрофарад для работы под напряжением до 16 вольт;
• конденсатор на 200 пикофарад;
• светодиод;
• генератор звуковых волн ЗП-1;
• переключатель SA-1;
• источник питания.

Аналогами К561ЛА7 являются К176ЛА7, 564ЛА7, 164ЛА6, HFF4011BP, HCF4011BE, СD4011A, СD4011.

Схема не критична к уровню питающего напряжения и надежно работает при его пределах от 5 до 15 вольт.

Принцип работы электрической схемы

Когда на сухие контакты датчика влажности поступает напряжение от источника питания, то светодиод не горит, а звуковой генератор не вырабатывает сигналы: транзисторный переход эмиттер-коллектор находится в закрытом состоянии.

При появлении тока через датчик влажности сквозь ключи микросхемы потечет ток на базу транзистора, и он откроется. Загорится светодиод и сработает звуковая сигнализация.

Когда схема питается от сети, а не от автономного источника, то переключатель SA1 лучше перевести в нижнее положение. В этом случае светодиод станет сразу светиться, указывая на готовность датчика протечки к срабатыванию, а погаснет он при открытии транзистора.

Изменением емкости конденсатора С2 регулируют тональность звукового генератора.

Потребление тока электрической схемой составляет:

• примерно 1 мКа в режиме ожидания;
• 25 мА при срабатывании.

Монтаж шаровых электрокранов в систему водоснабжения

Обычно именно это выполняют на самом первом этапе монтаже системы. Краны следует вмонтировать в трубу сразу за ручными вентилями – не забыть при этом нужно ни про систему холодного водоснабжения, ни горячего.

Обратите внимание! Перед началом работ вводные краны перекрываются, затем происходит разъединение трубы в месте предполагаемого крепления шарового крана. Далее проводится непосредственно монтаж шарового крана.

В том случае, если вводный вентиль имеет выход «папа», то кран можно подсоединить безо всяких дополнительных приспособлений. Если же вентиль оснащается входом «мама», то потребуется применять так называемую «американку» — специальную накидную гайку, с помощью которой между собой соединяются трубы резьбовым соединением без необходимости вращения самих труб.
Американка накидывается на трубу и при помощи ключа, либо шестигранника навинчивается на вводной кран. Важно предварительно обмотать резьбу ФУМ лентой для обеспечения необходимой герметизации.

Кран шаровой с электроприводом позволяет автоматически перекрывать подачу воды.

Теперь кран соединяется с вводным вентилем. При этом необходимо учитывать направление водного потока в трубе. Оно должно совпадать с направлением стрелки на корпусе шарового крана.
На завершающем этапе монтажа шаровый кран подсоединяется к ранее отсоединенной разводке. Можно теперь установить счетчики, фильтры, регуляторы давления и прочие приборы – если те предусматриваются планом ремонта.

Общие принципы размещения

С монтажом системы Аквасторож по силам справиться даже человеку без опыта. Понадобиться выполнить несколько довольно простых шагов:

1. Смонтировать электрокраны. Непосредственно в горячую и холодную трубы в месте за вводными вентилями. Нужно перекрыть вводные вентили, потом отсоединить от них водопроводную разводку, вставить электрокраны и вернуть недостающую часть разводки (технические подробности будут описаны далее).
2. Установить контроллер. Там, где сухо, и доступ не затруднен, например, в сантехническом шкафу или в коридоре. Влажность в помещении не должна превышать 70%. Контроллер легко крепится посредством специальной пластины и двух саморезов к любой поверхности с просверленными отверстиями.
3. Разместить и подключить к контроллеру датчики протечки. Установка проводных датчиков предполагает прокладку провода (для этого подойдут и швы в выложенной плитке), фиксацию донышка на полу с помощью винта либо двустороннего скотча, закрепление пластины на донышке, прикрепление декоративного колпачка. Беспроводные датчики не требуют ничего, кроме, разве что, закрепления двусторонним скотчем.
4. Подключить остальные компоненты к контроллеру. Сначала электрокраны, затем батарейный блок.

Систему защиты от протечек воды можно сделать самому, но.

Вполне очевидно, что только сигнализации протечки нам не достаточно, нужно, чтобы устройство защиты от протечек могло само перекрыть воду в системе, тем самым предотвратив дальнейшее затопление вашего помещения и нижних этажей. Для этого нужно применять шаровой кран. И не просто шаровой кран, а шаровой кран, который бы мог сам перекрывать воду в случае протечки. Для этого как раз и существует электрокран или кран с мотором, по правильному- шаровой кран с электроприводом (шаровой электропривод-шэп). Опять же, в интернете немало информации, как можно своими руками сделать подобную защиту от протечек. Да, скорее всего, это будет дешевле. Но, возникает главный вопрос, всегда ли дешевле-значит качественнее и надежнее? Нет, не всегда. Не будем вдаваться в глобальную полемику по этому вопросу, скажем лишь, что в интернете есть инструкции, как сделать самому, чтобы обычный шаровой кран, который уже наверняка стоит у вас на трубе, перекрывался сам. Есть варианты с тросиком, с пружиной, с непонятным/неизвестным моторчиком, «присобаченным» к ручке крана, с задвижками, которые также «управляют» шаровым краном и другие способы. Существует масса вопросов на сколько это надежно и безопасно. Кто-то скажет, я своими руками сделал такую систему защиты от протечек воды и она реально работает. Хорошо. Мы тоже «за». Экспериментировать нужно и мы не против этого. Но сработает ли такая самодельная система защиты от протечки воды в реальных условиях? Все мы прекрасно знаем качество нашей воды. Стоит на трубе кран, например, полгода, проблем нет. И вот, спустя полгода происходит протечка. Вопрос, сможет ли задвижка, тросик, пружинка или непонятный слабый моторчик провернуть кран, сможет ли перекрыть подачу воды, хватит ли силы, чтобы провернуть прикипевший шарик крана? К сожалению, бывает, что шарик так прикипает к крану, что и вручную не всегда провернешь. Многие с этим сталкивались и наверняка знают о чем идет речь. Чтобы избежать закисания крана, в системе Гидролок шарик крана «страгивается» с места один раз в каждые две недели, тем самым он никогда не прикипит и кран всегда будет готов перекрыть воду в случае аварии/протечки.

Что входит в систему защиты от протечек?

Существует множество вариаций систем защиты жилья от протечек. Наиболее распространены Нептун, Аквасторож и Gidrolock (посмотреть подробнее можно в конце статьи). Принципы их работы сходны. Они предназначены для работы с шаровыми кранами на электроприводе диаметром 1”, ½” или ¾”. Устройства могут не только перекрывать воду, но и подавать при этом световой либо звуковой сигнал. Так же они легко совместимы с системами типа «умный дом» и могут быть в них интегрированы.

Любая система защиты от протечек воды включает в себя датчик утечки, управляющее устройство контроллер и шаровый кран с электроприводом

Поговорим более подробно об одном из таких устройств, о приборах Нептун. Они выпускаются в разных вариациях, однако во всех присутствует:

• Контроллер. Предназначен для обработки сигнала, поступающего от датчиков, и подачи управляющего напряжения на шаровые краны с электроприводом. Кроме того устройство отвечает за питание всех датчиков, а так же за звуковое или световое оповещение об аварии. Контроллер может быть смонтирован в любом удобном для пользователя месте за исключением тех, где на него может попасть вода. Выпускается в различных конструктивных исполнениях.
• Датчик утечки воды. При попадании влаги устройство подает сигнал контроллеру. Подключается только к безопасному источнику питания, поэтому при случайном касании пластин безопасно для окружающих. Устанавливается в местах, где наиболее вероятны протечки: около стиральных машин, ванн, душевых кабин, раковин и т.п. Производитель обычно рекомендует не реже чем раз в 3 месяца протирать пластины датчика влажной губкой. Эта операция проводится для профилактики и с целью проверки работоспособности всей системы.
• Шаровой кран с электроприводом. Узел предназначен для блокировки отопления либо водоснабжения в случае протечки. Устройство надежно удерживает воду вплоть до устранения аварии. Прибор устанавливается сразу после вводных вентилей в водоразборном шкафу. Для его монтажа лучше всего привлекать специалиста сантехника, поскольку соединение выполняется только силовым кабелем ПВС 3х0,5 либо его аналогом через распаечную коробку.

Количество элементов системы может варьироваться в зависимости от особенностей места ее установки.

Сборка датчика протечки воды своими руками

Благодаря простому механизму соорудить проводной датчик можно своими руками. Течеискатель состоит из простых элементов, которые могут быть под рукой. Может, кое-что придется прикупить, но стоимость прибора все равно мелочная. Стоит понимать, что самодельная система только сигнализирует о проблемы, перекрыть воду она не сможет.

Необходимые материалы для работы:

1. Батарейка на 3 В – применяется устройство CR1632;
2. Транзистор BC816 или BC517 с NPN составной;
3. Резистор на 1-2 МОм;
4. Пьезоизлучатель в комплекте с генератором;
5. Пластиковая бутылка.

Процесс сборки предусматривает пошаговую инструкцию. Сначала потребуется ознакомиться со схемой конструкции. Дальше резистор припаивается к пьезоизлучателю. Затем подключается транзистор. Схема соединяется с батарейками с помощью синей изоленты.

Такой аквасторож будет работать только при попадании воды на корпус. Поэтому батарейка прослужит достаточно долго.

Для создания корпуса потребуется большая бутылка, с которой срезают горлышко. Дно выполняется с одной из сторон бутылки, которую закрепляют с помощью клея. Потребуется выполнить 2 отверстия для вставки корпуса. В крышке также проделываются отверстия для пьезы. Накручиваем крышку на горлышко и проверяем работоспособность системы.

Датчик протечки воды – это надежная защита от потопа в доме. С помощью включения и отключения можно контролировать ее работу. Сам механизм может отличаться в зависимость от производителя, но основные элементы остаются неизменными. Интересно, что примитивный датчик можно соорудить своими силами. Для этого не нужно обладать особыми знаниями и материалами.